Гигрометр точки росы Советский патент 1989 года по МПК G01N25/66 

1

.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения влажности газов, преимущественно- влагосодержания воздуха, и может быть использовано в технологических аппаратах химического, нефтеперерабатывающего и других производств, в особенности дпя контроля влажности в замкнутом объеме.

Цель изобретения - увеличение чувствительности при одновременном упрощении конструкции гигрометра.

На чертеже схематично показан гигрометр точки росы.

Вогнутое сферическое зеркало 1, представляющее собой охлаждаемую от-г ражающую поверхность второго порядка, укреплено посредством пайки на охлаждаемых спаях полупроводникового микрохолодильника 2. Фотоприемник 3 контролирует интенсивность излучения в измерительном оптическом канале и размещен в побочном фокусе зеркала 1,

фотоприемник 4 контролирует излучение в опорном канале, образованном источником 5 света, коллиматором 6 и светоделителем 7. Термочувствительньй элемент 8 размещен в зоне действия охлаждения - микрохолодильника 2, закреплен на зеркале 1 и служит дпя измерения температуры точки росы. Тер- мочувствительньц элемент 9 контролирует температуру окружающей среды и расположен вне зоны действия охладителя. Фотоприемники 3 и 4, термочувствительные элементы 8 и 9 включены в отдельные блоки электронной измерительной схемы: схему 10 сравнения и термомост 11. Кром.е того, измерительная схема содержит блок 12 обработки информации и блок 13 питания микрохолодильника 2.

Гигрометр работает следующим образом.

Источник 5 и нфракрасного излучения посредством коллиматора 6 формирует

б

(Л

с

параллельный пучок света, которьй с помощью светоделителя 7 (стеклянной делительной пластинки) разделяется на опорный и измерительный каналы. В опорном канале интенсивность излучения контролируется фотоприемником 4. В измерительном канале параллельный пучок света, полностью о гвещая охлаждаемую поверхность вогнутого зеркала 1, отражается от него и фокусируется на входном окне фотоприемника 3. Фокусирование излучения, отраженного от конденсационной поверхности, выполненной в форме вогнуторо зеркала, дает возможность контролировать отражательную способность всей охлаждаемой поверхности, а размещение в побочном фокусе этой поверхности фотоприемника снимает жесткие требования к диаграмме направленности приема: телесный угол диаграммы направленности приема может быть не более 30 . Сигналы с фотоприемников 3 и 4 поступают на вход 10 сравнения и в исходном состоянии в отсутствие конденсата уравновешиваются. Термомост 11 в исходном состоянии также уравновешен. После включения микро- холодильника 2 температура конденса- ционной поверхности в форме вогнутого сферического зеркала, размещенного на охлаждаемых спаях микрохолодильника начинает понижаться, в измерительной диагонали термомоста 1I появляется сигнал, пропорциональньй разности температур термочувствительных элементов 8 и 9. При выпадении конденсата на охлаждаемой поверхности вогнутого зеркала 1 интенсивность излучения, отраженного от него и сфокусированного на входном окне фотоприемника 3, резко уменьшается вследствие смены зеркального отражения

диффузньш, а также вследствие молекулярного поглощения падающего на зеркало излучения в слое конденсата (воды) , так как выбранная длина волны света ( /V 930 нм) соответствует центру полосы поглощения молекулами воды инфракрасного излучения.

Уменьшение интенсивности излучения на входном окне фотоприемника 3 приводит к нарушению равенства интенсив- ностей в опорном и измерительном каналах. Сигнал разбаланса с блока схемы 10 сравнения выключает блок 13 питания микрохолодильника 2 и поступает на термомост 11. Термомост 11 выдает сигнал, пропорциональный разности температуры окружающей среды и температуры точки росы, на блок 12 обработки информации, где производится автоматическое вычисление относительной влажности среды,а результат выдается на цифровое табло.

Формула изобретения

Гигрометр точки росы, содержащий отражающую охлаждаемую поверхность второго порядка, источник света, фотоприемник измерительного оптического канала, два термочувствительных элемента, один из которых размещен в зоне действия охладителя, измеритель ную схему с включенным в нее фотоприемником и термочувствительными элементами, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и упрощения конструкции, отражающая охлаждаемая поверхность выполнена в форме вогнутого сферического зеркала, а фотоприемник измерительного оптического канала расположен в побочном фокусе этого зеркала.

Изобретение относится к .измерительной технике, предназначено для измерения влажности газов и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и др. областях народного хозяйства. Целью изобретения является увеличение чувствительности при одновременном упрощении конструкции гигрометра. В гигрометре точки росы отражающая охлаждаемая поверхность выполнена в форме вогнутого сферического зеркала. Фотоприемник измерительного оптического канала расположен в побочном фокусе этого зеркала. 1 ил.